Peningkatan Keandalan Sistem Tenaga Listrik 20 Kv Pekanbaru Dengan Analisa Kontingensi ( N-1 ) Ishak Erawadi Barutu*, Firdaus** *Alumni Teknik Elektro Universitas Riau **Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau Kampus Binawidya Km 12,5 Simpang Baru Panam, Pekanbaru 28293 Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau Email:
[email protected] ABSTRACT To a give reliable service, the power system must remain intact and able to cope with various problems that may occur. Thus is something that is very important to plan a good the when system under normal circumstances and contingency or release of an element, the system remains able to distribute electrical energy in a good state. In this study discussed contingency analysis (loss of one of the elements) on the 20kv power system. Contingency analysis which is based on the release of the transformer. Results analysis is used to look at the critical loading or experiencing overload. From the simulation results ETAP 12.6 is known that while contingency 1 in the substation garuda sakti when the transformer 1 out the transformers 2, transformers 3 and transformer 4 will be overloaded as big as 48.8 MVA, 48.8 MVA and 58.8 MVA. Contingency 4,that is the out of the transformer 4 the transformer 1, transformer 2 and 3 transformer overload of 55.7 MVA, 46.5 MVA and 46.5 MVA. At the substation teluk lembu contingency 2 transformer 4 off the generator 6 will overload 133.5%. contingency 3 out of the transformer 7, the transformer 11 overload 114.3%. Generator 7 and the generator 6 overload 129.3% and 104.7%. To cope the overload then made two solutions that load shedding and connection coupling. Keywords: analysis contingency, reliability 1. PENDAHULUAN Untuk memberikan pelayanan yang andal, sistem tenaga listrik harus tetap utuh dan mampu mengatasi berbagai macam gangguan yang mungkin terjadi. Dengan demikian merupakan suatu hal yang sangat penting bahwa sistem harus direncanakan agar dalam normal maupun dalam keadaan kontingensi atau terlepasnya suatu elemen,sistem tetap mampu menyalurkan energi listrik dengan baik. Disamping itu, agar kemungkinan keadaan kontingensi yang paling merugikan tidak menyebabkan pemutusan daya yang tidak terkontrol dan
Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
meluas yang mengakibatkan pelepasan yang bertingkat dan pemadaan total. Dengan demikian perlu dilakukan studi tentang keandalan dan keamanan sistem tenaga listrik yaitu dengan analisis aliran daya terhadap sejumlah kasus β kasus kontingensi N-1 (lepasnya salah satu elemen sistem). Hasil-hasil analisis tersebut digunakan untuk mengidentifikasi elemenelemen sistem yang lemah. Elemen-elemen sistem yang lemah dapat berupa bus yang tegangannya melanggar batasan operasi dan saluran distribusi yang mengalami pembebanan kritis atau mengalami beban lebih. Setelah elemen-elemen sistem yang lemah teridentifikasi, selanjutnya dilakukan 1
perbaikan sistem agar sistem tenaga listrik menjadi lebih andal. 2. 2.1
LANDASAN TEORI Keandalan Sistem Tenaga Listrik
Keandalan suatu sistem tenaga listrik ditentukan oleh penilaian kecukupan (adequacy assessment) dan penilaian keamanan (security assessment). Penilaian kecukupan berkaitan dengan kemampuan sistem untuk memasok energi listrik ke pelanggan yang memenuhi persyaratan dengan cara yang memuaskan.penilaian keamanan berkaitan dengan gangguan yang mendadak seperti hubung singkat atau hilangnya elemen sistem yang tak dapat diantisipasi. Hal ini termasuk respon sistem yang diakibatkan oleh lepasnya pembangkit atau saluran transmisi (Pottonen, 2005; Kim, 2003; dan Yeu, 2005). Keandalan dan keamanan sistem tenaga listrik dapat dicapai dengan melakukan operasi sistem yang toleran terhadap keluarnya salah satu elemen sistem (single outage) ataupun keluarnya lebih dari satu elemen sistem (multiple outage). Artinya, dengan keluarnya salah satu elemen sistem (atau lebih) seharusnya tidak menyebabkan keluarnya elemen sistem secara bertingkat (cascading outage) yang mengakibatkan pemadaman sebagian atau pemadaman total. Suatu sistem tenaga listrik yang mampu bertahan, utuh, dan tidak mengalami pemadaman akibat keluarnya salah satu elemen sistem dikatakan sistem tersebut andal atau aman dengan kriteria N-1 (Alvarado dan Oren, 2004). Kriteria keandalan keamanan N-1 merupakan kriteria yang fundamental Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
dalam operasi sistem tenaga listrik yang diterima dan dipergunakan hampir di seluruh dunia (universal). Dengan terpenuhinya tingkat keandalan keamanan N-1 secara kasar sama dengan terpenuhinya keseimbangan antara kebutuhan beban dengan jumlah pembangkitan. Dengan demikian suatu sistem tenaga listrik yang andal paling tidak harus memenuhi kriteria keandalan keamanan N-1. Pemenuhan kriteria keandalan N-1 tersebut harus dilakukan dengan tidak mempersoalkan biaya (Alvarado dan Oren, 2004). 2.2
Analisa Kontingensi Analisis kontingensi merupakan suatu analisis yang digunakan untuk memprediksi aliran daya dan kondisikondisi tegangan bus bila terjadi gangguangangguan yang antara lain : outage saluran transmisi, outage transformer, outage beban, outage unit pembangkit, outage kapasitor/reaktor dan sebaginya. Kontingensi adalah suatu kejadian yang disebabkan oleh kegagalan atau pelepasan dari satu atau lebih generator dan/atau transmisi (Ditjen LPE, 2004). Kontingensi N-1 adalah kontingensi yang dihasilkan dari terlepasnya satu komponen sistem yaitu satu saluran transmisi atau satu generator. Kontingensi N-k adalah kontingensi yang dihasilkan dari terlepasnya sejumlah k komponen sistem. 2.3
Analisis Aliran Daya Studi aliran daya adalah studi yang dilakukan untuk mendapatkan informasi mengenai magnitude dan sudut fasa tegangan pada terminal atau bus (simpul) tertentu dalam sistem tenaga listrik. Dari dua besaran ini kemudian dapat diperoleh beasaran-besaran lain seperti aliran daya aktif dan daya reaktif serta arus yang 2
mengalir pada semua peralatan yang terhubung antara bus dengan bus. Representasi fasa tunggal selalu dilakukan karena sistem dianggap seimbang.
jaringan sistem tenaga listrik yang menggunakan hukum kirchoff. Aplikasi hukum kirchoff pada bus i diberikan dalam (Cekdin, 2007):
Untuk mendapatakan penyelesian aliran daya pada setiap bus (simpul) perlu diketahui dua buah parameter, tergantung pada parameter-parameter yang diketahui, maka setiap bus (simpul) di sistem dibagi dalam 3 macam, yaitu (Cekdin,2007):
πΌπ = π¦π0 ππ + π¦π1 (ππ β π1 ) + π¦π2 (ππ β π2 ) + β― + π¦ππ (ππ β ππ ) = (π¦π0 + π¦π1 + π¦π2 + β― + π¦ππ )ππ β π¦π1 π1 β π¦π2 π2 β β― β π¦ππ ππ (1) Atau
1. Slack bus atau swing bus atau bus referensi Slack bus berfungsi untuk menyuplai kekurangan daya real P dan daya reaktif Q pada sistem. Parameter yang diketahui adalah harga skalar tegangan |V| dan sudut fasanya ΞΈ. Setiap sistem tenaga hanya terdapat 1 bus referensi, yaitu busyang didalamnya terdapat pembangkit atau generator yang memiliki kapasitas terbesar di antara pembangkit yang lain didalam sistem. 2. Voltage controlled bus atau bus generator Parameter yang diketahui adalah daya real P dan harga skalar tegangan |V|, sedangkan peramater yang tidak diketahui ΞΈ daya reaktif Q. 3. Load bus atau bus beban Bus ini adalah bus yeng terhubung dengan sistem. Parameter atau besaran yang ditentukan adalah daya aktif (P) dan daya reaktif (Q), maka bus ini disebut juga PQ bus.
(2.3)
(2)
2.3.2
Metode Newton Raphson Dasar dari metode newton raphson dalam penyelesaian aliran daya adalah deret taylor untuk suatu fungsi dengan dua variable lebih. Metode newton raphson menyelesaikan aliran daya dengan menggunakan suatu set perasamaan non linier untuk menghitung besarnya tegangan dan sudut fasa tegangan tiap bus (Cekdin, 2007). Dalam metode ini persamaaanaliran daya dirumuskan dalam bentuk polar. Arus yang memasuki bus i dapat dicari dengan persamaan (2.3). Persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi: (3)
Persamaan di atas bila di tulis dalam bentuk polar adalah: (4)
Daya kompleks pada bus i adalah: 2.3.1 Persamaan Aliran Daya Persamaan aliran daya adalah persamaan yang diformulasikan dari model Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
ππ β πππ = ππβ πΌπ
(5)
3
Substitusikan persamaan (4) untuk Ii kedalam persamaa (5) menghasilkan:
(6)
Daftar Kontingensi
Pisahkan bagian real dengan imajiner:
Analisis aliran daya Kontingensi (7) Tidak Kasus Berikutnya
(8)
Sudah semua kasus?
Ya Persamaan (7) dan (8) membentuk persamaan aljabar non linier dengan variable sendiri. Besar setiap variabel dinyatakan dalam satuan per unit dan untuk sudut fasa dinyatakan dalam satuan radian.
Daftar Elemen yang Lemah
Analisis Aliran Daya Normal & Kontingensi
3. METODE PENELITIAN 3.1 Flowchart Penelitian
Mulai
Alternatif Perbaikan
Pemodelan Sistem Tenaga Listrik
Tidak
N-1 terpenuhi? ?
Ya Selesai
Masukkan Data trafo,beban, bus dan parameter saluran
Gambar 3.1 alur penelitian 3.2
Analisis Aliran Daya kondisi normal
Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
Metode Pengumpulan data Metode pengumpulan data adalah proses dalam pencarian data. Dalam penelitian ini penulis melakukan pengumpulan data yang dapat mendukung peningkatan keandalan sistem tenaga listrik 20Kv pekanbaru dengan analisa kontingensi (N-1). Adapun data-data yang dibutuhkan antara lain: 4
a.
Data Primer Data primer merupakan data yang diperoleh dari survey langsung terhadap objek penelitian, hal ini dilakukan dengan pengumpulan data dari PT PLN Area Pekanbaru yang menyediakan data-data untuk analisis penyaluran tenaga listrik. b. Data Sekunder Data sekunder ini diperoleh memalui literatur dan jurnal-jurnal pendukung dengan tujuan mencari teori-teori yang sesuai dengan penelitian sehingga penelitian tersebut memiliki landasan yang kuat .
3.2.1 Studi Literatur Melakukan studi keperpustakaan dan kajian dari buku-buku teks pendukung, jurnal-jurnal ilmiah yang relevan yang dapat menunjang untuk penelitian tugas akhir ini. 3.3
Software Yang Di Gunakan Sistem tenaga listrik industri saat ini telah demikian kompleks sehingga perhitungan ataupun analisis keandalan sistem tenaga listrik dengan analisa kontingensi (N-1) yang dilakukan secara manual akan membutuhkan waktu dan energi yang sangat besar dan berbagai keterbatasan pun memaksa diterapkannya asumsi-asumsi. Untuk itu, perhitungan aliran daya disimulasikan dengan menggunakan bantuan program ETAP Powerstation 12.6. Pengoperasian program ini hampir sama dengan sistem tenaga listrik secara nyata. Data lengkap dari setiap peralatan listrik dibutuhkan pada proses pemasukan data. Program ETAP Powerstation 12.6 terdapat fasilitas untuk membuat single line diagram yang sesuai dengan objek Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
penelitian dari menu-menu program yang ada pada program ETAP Powerstation 12.6, sehingga memberikan kemudahan bagi pengguna untuk menjalankan program tersebut. Single line diagram atau diagram segaris sistem tenaga listrik merupakan data awal sebagai masukan pada ETAP Powerstation 12.6. Selain itu, juga diperlukan data-data masukan berupa karakteristrik komponen tenaga listrik seperti generator,trafo, beban, dan jenis penghantar. 3.4
Data Masukkan Program Data-data yang diperlukan untuk perhitungan aliran daya dalam melakukan analisa kontingensi (N-1) menggunakan software ETAP antara lain: 1. Data Bus, terdiri dari ο§ ID bus ο§ Nominal kV 2. Data Generator, terdiri dari ο§ ID generator ο§ Nominal kV ο§ Rating MW/MVA 3. Data Transformator, terdiri dari ο§ ID transformator ο§ Nominal kV primer dan sekunder ο§ Rating KVA/MVA ο§ %Z 4. Data Beban, terdiri dari ο§ ID beban ο§ Rating KVA/MVA ο§ Nominal kV ο§ Faktor daya Untuk data atau parameter yang diperlukan tetapi tidak tercantum pada peralatan, maka digunakan data atau parameter yang terdapat dalam library ETAP Powerstation 12.6, kemudian 5
disesuaikan sebenarnya.
dengan
data
peralatan
Tabel 4.2 hasil simulasi trafo 2 out Trafo
Mva
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Trafo 1 60 mva
4.1 Simulasi Kontingensi Pada Gardu Induk Garuda Sakti
4.
1. Kontingensi 1 Kontingensi 1 adalah kondisi dimana terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan pada trafo 1 terlepas dari sistem. Pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 1. Tabel 4.1 hasil simulasi trafo 1 out Trafo
Mva
Trafo 1 60 mva
-
Persen (%) -
Bus 1
Tegangan (Kv) 19,432
Trafo 2 50 mva
48,8
97,7
2
19,432
Trafo 3 50 mva
48,8
97,7
3
19,432
Trafo 4 60 mva
58,0
97,7
4
19,432
Bus
55,1
Persen (%) 91,8
1
Tegangan (Kv) 19,482
Trafo 2 50 mva
-
-
2
19,482
Trafo 3 50 mva
45,9
91,8
3
19,482
Trafo 4 60 mva
54,5
90,8
4
19,482
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 2 out. Maka trafo 1, trafo 3, dan trafo 4 akan mengalami pertambahan beban, tetapi masih mampu di tampung oleh ketiga trafo. Dan bus akan mengalami undervoltage hingga mencapai 97,4%. 3.
Kontingensi 3
Kontingensi 3 adalah kondisi dimana terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan trafo 3 terlepas dari sistem. Pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan pada bus. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 3. Tabel 4.3 hasil simulasi trafo 3 out
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 1 out dari sistem, maka trafo 2, trafo 3, dan trafo 4 akan mengalami kondisi overload. Dan bus akan mengalami undervoltage hingga mencapai 97,2 %. 2.
Kontingensi 2
Kontingensi 2 adalah kondisi dimana terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan trafo 2 terlepas dari sistem. Pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan pada bus. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 2.
Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
Trafo Trafo 1 60 mva
Mva Persen Bus Tegangan (%) (Kv) 55,1 91,8 1 19,482
Trafo 2 50 mva
45,9
91,8
2
19,482
Trafo 3 50 mva
-
-
3
19,482
Trafo 4 60 mva
54,5
90,8
4
19,482
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 3 out. Maka trafo 1, trafo 2 dan trafo 4 akan mengalami pertambahan beban. Tetapi masih mampu di tampung oleh dari ketiga trafo. Dan bus akan mengalami undervoltage hingga mencapai 97,4%. 6
4.
Kontingensi 4
Kontingensi 4 adalah kondisi di mana terjadi gangguan pada sistem yang mengakibatkan trafo 4 terlepas dari sistem.pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan pada bus. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 4. Tabel 4.4 hasil simulasi trafo 4 out Trafo
Mva
Trafo 1 60 mva
55,7
Persen (%) 97,4
Bus 1
Tegangan (Kv) 19,477
Trafo 2 50 mva
46,5
97,4
2
19,477
Trafo 3 50 mva
46,5
97,4
3
19,477
Trafo 4 60 mva
-
-
4
19,477
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 3 out. Maka trafo 1, trafo 2 dan trafo 3 akan mengalami overload hingga mencapai 97,4%. Dan bus akan mengalami undervoltage hingga mencapai 97,3%. 4.2 Simulasi Kontingensi Pada Garudu Induk Teluk Lembu. 1
Kontingensi 1
Kontingensi 1 adalah kondisi dimana terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan pada trafo 5 terlepas dari sistem. Pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 1.
Dari tabel dapat dilihat bahwa saat trafo 5 terlepas masih dapat di tampung oleh generator 1, generator 2 dan generator 3. 2.
Kontingensi 2
Kontingensi 2 adalah kondisi dimana terjadi gangguan pada sistem yang menyebabkan trafo 6 terlepas dari sistem. Pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan pada bus. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 2. Tabel 4.6 hasil simulasi trafo 6 out Trafo
Mva
Trafo 13 Trafo 14
22,4 22,4
Mva
Trafo 14 Trafo 17 Trafo 18
17,1 17,1 17,1
Persen (%) 68,4 68,4 68,4
Bus 1 2 3
Tegangan (Kv) 19,462 19,462 19,462
Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
Bus 48 48
Tegangan (Kv) 19,257 19,257
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 2 terlepas maka generator 4 akan mengalami overload hingga mencapai 21,365 mw atau 133,5%. 3.
Kontingensi 3
Kontingensi 3 adalah kondisi di mana terjadi gangguan pada sistem yang mengakibatkan trafo 7 terlepas dari sistem.pada saat terlepas akan terjadi perubahan daya dan tegangan pada bus. Berikut adalah hasil simulasi saat kontingensi 4. Tabel 4.7 hasil simulasi trafo 7 out. Trafo
Mva
Trafo 11 Trafo 12
28,58 21,8
Tabel 4.5 hasil simulasi trafo 5 out Trafo
Persen (%) 90 90
Persen (%) 114,3 87,2
Bus 49 49
Tegangan (Kv) 19,09 19,09
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa saat trafo 7 terlepas maka trafo 11 overload hingga mencapai 28,58% atau 114,3%. 7
Generator 7 overload hingga 20,683 mw atau 129,3% dan generator 6 overload hingga 26,181 mw atau 104,7%. 4.3
Solusi Simulasi Kontingensi
2.
Kontingensi 4
Solusi untuk simulasi kontingensi 4 yaitu dengan melepas beban yaitu penyulang lipat kain sebesar 9,6 mva. Tabel. 4.9 solusi perbaikan saat kontingensi 4
4.3.1 Solusi Simulasi Untuk Gardu Induk Garuda Sakti Berdasarkan kondisi sistem keadaan listrik sekarang ini maka perlu dicarikan solusi. Cara yang tepat adalah melakukan load shedding atau pelepasan beban. 1.
Sebelum load shedding
Kontingensi 1
Solusi untuk simulasi kontingensi 1 yaitu dengan melapaskan beban yaitu penyulang tambusai dan penyulang suka jaya yaitu masing-masing 5,4 mva dan 7,1 mva. Tabel 4.8 solusi perbaikan saat kontingensi 1
Sebelum load Shedding
Setelah load Shedding
Trafo
Mva
Trafo 1 Trafo 2
48,8
Trafo 3 Trafo 4 Trafo 1 Trafo 2 Trafo 3 Trafo 4
Persen (%)
Setelah load shedding
Trafo
Mva
Trafo 1 Trafo 2
55,7 46,5
Persen (%) 97,4 97,4
Trafo 3 Trafo 4 Trafo 1 Trafo 2
46,5 54,6 45,5
97,4 91 91
Trafo 3 Trafo 4
45,5
91
Dapat di lihat dengan melapaskan penyulang lipat kain maka beban yang semula di tampung oleh trafo 4 akan dapat di suplai dengan normal oleh trafo 1, trafo 2 dan trafo 3.
97,7
4.3.2
Solusi Simulasi Untuk Gardu Induk Teluk Lembu
48,8 58,0 44,7
97,7 97,7
1.
Kontingensi 2
44,7 53,1
89,4 88,5
89,4
Solusi untuk simulasi kontingensi 2 adalah dengan menyambungkan kopel antara bus 47 dengan bus 48. Tabel 4.10 solusi perbaikan saat kontingensi 2
Terlihat pada tabel diatas dengan melepaskan dua penyulang maka trafo 2, trafo 3 dan trafo 4 dapat menyuplai daya dengan normal pada bus yang semula di suplai dari trafo1.
Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
Sebelum Menyam bungkan
Trafo
Mva
Bus
22,4
Persen (%) 90
48
Tegangan (Kv) 19,257
Trafo 13 Trafo 12
22,4
90
48
19,257
8
Trafo 13 Trafo 12 Trafo 5
Setelah menyam bungkan
13,8
55,2
48
19,574
13,8
55,2
47
19,574
27
45
Dari tabel dapat dilihat bahwa dengan menyambungkan kopel bus 47 dengan bus 48, maka yang semulanya generator 4 mengalami overload hingga mencapai 133,5% akan kembali menjadi normal karena mendapat suplai dari trafo 5. Dan beban yang berada pada bus 48 tidak akan ada yang di lepas karena masih dapat di tampung oleh trafo 7.
Dengan disambungkannya kopel antara bus 47 dengan bus 48 dan bus 48 dengan 49, maka semula yang mangalami ovearload akan kembali normal karena mendapat suplai dari trafo 7 dan trafo 8. Dengan demikian maka beban tidak ada yang di load shedding atau di lepas. 4.4
Perbandingan Kehilangan Beban Saat Kontingensi Dan Tanpa Kontingensi
Untuk dapat melihat keandalan sistem tenaga listrik pekanbaru 20kv saat kontingensi dan tanpa kontingensi dapat kita lihat pada tabel berikut. 1. Pada Gardu Induk Garuda Sakti
2.
Kontingensi 3
Solusi untuk kontingensi 3 adalah dengan menyambungkan kopel bus 47 dengan kopel 48 dan kopel bus 48 dengan bus 49. Tabel 4.11 solusi perbaikan saat kontingensi 3
Sebelum Menyam bungkan
Setelah menyam bungkan
Trafo
Mva
Bus
28,58
Persen (%) 114,3
49
Tegangan (Kv) 19,09
Trafo 11 Trafo 9 Trafo 11 Trafo 9 Trafo 7 Trafo 8
21,8
87,2
49
19,09
13,6
54,4
47
19,585
10,9
43,6
48
19,585
26,7
44,5
49
19,585
26,7
44,5
Dari tabel dapat dilihat dari trafo 11 yang mengalami overload hingga mencapai 114,3%, begitu juga dengan generator 7 yang mengalami overload hingga 129,3%. Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
Tabel 4.12 perbandingan kehilangan beban saat kontingensi dan tanpa kontingensi pada gardu induk garuda sakti
No
Trafo Out
1
Trafo 1 out Trafo 2 out Trafo 3 out Trafo 4 out Rata-rata
2 3 4
Beban yang hilang Tanpa Dengan kontingensi kontingensi (Mva) (Mva) 43,9 12,5 37,3
0
35,9
0
37,6
9,6
38,675
5,525
Dari tabel diatas dapat kita lihat bahwa saat terjadi trafo out tanpa kontingensi maka rata-rata beban yang akan hilang sebesar 38,675 Mva dalam hal ini maka keadalan akan menurun. Saat terjadi trafo out dengan kontingensi maka rata-rata beban hilang akan berkurang menjadi 5,525 9
Mva dalam hal ini maka keandalan sistem tenaga listrik menjadi meningkat. 2. Pada Gardu Induk Teluk Lembu Tabel 4.13 perbandingan kehilangan beban saat kontingensi dan tanpa kontingensi pada gardu induk teluk lembu
No
Trafo Out
1 2 3
Trafo 5 out Trafo 6 out Trafo 7 out Rata-rata
Beban yang hilang Tanpa Dengan kontingensi kontingensi (Mva) (Mva) 19,9 0 22,5 0 26,1 0 22,83 0
Dari tabel diatas dapat kita lihat bahwa saat terjadi trafo out tanpa kontingensi maka beban yang hilang ratarata sebesar 22,83 Mva dalam hal ini maka keandalan akan menurun. Saat terjadi trafo out dengan kontingensi maka beban yang hilang rata-rata 0 Mva, maka dalam hal ini bahwa sistem keandalan tenaga listrik pada gardu induk teluk lembu keandalannya sangat baik karena beban yang di suplai tidak ada yang di load shedding/ dilepas. 5.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis data dan pembahasan penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Kontingensi 1 pada gardu induk garuda sakti yaitu dengan lepasnya trafo 1 maka saat di hubungan dengan trafo 2, trafo 3 dan trafo 4 akan membuat ketiga trafo mengalami overload sebesar 48,8 mva, 48,8 mva dan 58,8 mva atau 97,7%. Kontingensi 4 pada gardu induk garuda sakti yaitu Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
lepasnya trafo 4 dalam hal ini saat dihubungkan dengan trafo 1,trafo 2 dan trafo 3 juga akan membuat ketiga trafo mengalami overload masing β masing sebesar 55,7 mva, 46,5 mva dan 46,5 mva atau 97,4. 2. Kontingensi 2 pada gardu induk teluk lembu lepasnya trafo 6. Trafo 13 dan trafo 12 masih dapat menyuplai ke beban tetapi pada generator akan mengalami overload sebesar 21,365 mw atau 133,5%. Kontingensi 3 yaitu lepasnya trafo 7 akan membuat trafo 11 akan mengalami overload sebesar 28,58 mw atau 114,3%. Begitu juga dengan generator 7 dan generator 6 juga mengalami overload masing β masing 20,683 mw atau 129,3% dan 26,181 mw atau 104,7%. 3. Terdapat dua solusi untuk kontingensi pada gardu induk garuda sakti dan gardu induk teluk lembu yaitu : ο· Pada gardu induk garuda sakti yaitu dengan melakukan load shedding atau pelepasan beban, kontingensi 1; yaitu melepaskan penyulang tambusai dan suka jaya. Kontingensi 2; yaitu melepaskan penyulang lipat kain. ο· Pada gardu induk teluk lembu yaitu dengan melakukan penyambungan kopel pada bus. Kontingensi 1; Menyambungkan kopel bus 47 dengan bus 48. Kontingensi 2; menyambungkan kopel bus 47 dengan bus 48 dan bus 48 dengan bus 49. Berdasarkan perbandingan kehilangan beban saat tanpa kontingensi dan dengan kontingensi pada gardu induk garuda sakti yang seharusnya kehilangan beban rata-rata sebesar 38,675 Mva, dengan kontingensi manjadi rata-rata sebesar 5,525 Mva. Dan 10
pada gardu induk teluk lembu yang seharusnya beban hilang sebesar 22,83 Mva, dengan kontingensi manjadi 0 Mva. Dalam hal ini berarti tingkat keandalan sistem tenaga listrik pada gardu induk teluk lembu sangat baik. Upaya perbaikan yang dilakukan adalah sangat efektif karena kriteria keandalan keamanan N-1 terpenuhi. Perbaikan sistem yang dilakukan dapat mengatasi kelemahan sistem, yaitu dapat menurunkan pembebanan pada trafo dan generator yang overload. DAFTAR PUSTAKA Alvarado, Fernando. dan Oren, Shmuel. 2004. Transmission System Operation and Interconnection. University of Wisconsin, Madison, Wisconsin.
Injeksi Sumber Daya Reaktif. Jurusan Elektro Universitas Negeri Gorontalo. PLN. 2015. Laporan bulanan PT. PLN (Persero) P3b Sumatera Upt Pekanbaru tragi Teluk Lembu. Pottonen, Liisa. 2005. A Method for The Probabilistic Security Analysis of Transmission Grid. Doctoral Dissertation, Helsinki University of Technology. Salman,Rudi. 2014. Simulasi Dan Analisis Aliran Daya Pada Sistem Tenaga Listrik Menggunakan Perangkat Lunak Electrical Transient Analyser Program (Etap) Versi 4.0. Pendidikan Teknik Elektro FT Unimed.
Cekdin, Cekmas. 2007. Sistem Tenaga Listrik. Penerbit Andi. Yogyakarta. Firmansyah, Ferry 2012. Peningkatan Keandalan Sistem Tenaga Listrik Jawa Barat 150 kV dengan Analisa Kontingensi (N-1). Jurusan teknik elektro FTI β ITS. Harun, Ervan Hasan. 2012. Analisis Aliran Daya Pada Sistem Tenaga Listrik 150 Kv Gorontalo Menggunakan Metode Newton Rhapson. Laporan Penelitian, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Gorontalo. Hartoyo, 2008. Perbaikan Keandalan (n-1) Sistem Tenaga Listrik Pln Jawa Tengah Dan Diy. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Mohamad, Yasin. 2005. Perbaikan Tegangan Bus Akibat Gangguan Kontingensi Dengan Menggunakan Jom FTEKNIK Volume 3 No.1 Februari 2016
11
